根據友寄夫人的回憶，寫有打開機關盒方法的紙條被丈夫藏在了某本書中，眾人紛紛開始查閱圖書館中的藏書。柯南在回憶友寄夫人所言之后，頓悟了紙條被藏匿的方法，并推理出紙條所在的書籍。正當眾人齊心協力想要從書中找出紙條時，圖書館突然停電陷入一片黑暗，柯南等人趕緊前往放置機關盒的展廳，卻發現基德早已留下卡片逃之夭夭。

半年前毛利小五郎去杯戶北町工作時，碰巧遇到了一起事件。名為桐崎禮美的女性被發現吊死在自己的公寓中，因為房東和桐崎的鄰居惠小姐都能證明她有自殺的傾向，外加她還留有一封遺書，所以事件被當做自殺處理。桐崎的死讓惠小姐非常自責，而小五郎的話讓她重新振作了起來，為了感謝小五郎才有了今天的約會，但在約會中柯南卻看出那起案件的隱情。

小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

千葉警官在警局四處詢問有關“不明飛行物”的線索，卻毫無所獲，這天他回到家，收到了聲稱是自己宇宙第一大粉絲的人寄來的神秘郵件。在另一邊，名為和田陽奈的女高中生來到毛利事務所，委托小五郎調查杯戶公園“UFO”一事。杯戶公園隔壁的杯戶高中發生殺人案件，這兩者是否有聯系？

日暮警官有事求助于小五郎，最近一件殺人案讓他非常苦惱。舞濱龍二是文學家靈岸雄高的外甥，靈岸先生在家被人謀殺，根據目擊者的證詞，警方鎖定犯罪嫌疑人就是舞濱龍二。但就在離起訴期只剩兩天的時候，舞濱龍二突然推翻之前的證詞，說靈岸先生被害那晚他正在自家附近實施入室搶劫，受害者的證詞也證明了這點。靈岸家與舞濱家距離有一個多小時的車程，舞濱龍二到底是怎么錯過時間差實施殺人犯罪的，這讓日暮警官百思不得其解。